鎂合金材及其制造方法

專利名稱：：鎂合金材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及齢金材及其審l臘方法，特別是涉及機械強度高的齢金材及其制造方法。
背景技術(shù)：
：一般，齡金材在實用化的合金中，密度最低、輕量、強度也高，因此向電氣制品的框體或汽車的車輪或行走零件，或者發(fā)動機轉(zhuǎn)動零件等的應用正在進展。特別，在與汽車有關(guān)的用途的零件中，要求高的機械性能，因而作為添加Gd和Zn等元素的齢金材，正在進^f傭單輥法、快速凝固絲制徵寺定形態(tài)的材料(例如專利文獻l、專利文獻2和非專利文獻1)。可是，上述的f錄金材，在特定的制造方法中，雖然得到高的機械性能，但殊的設(shè)備是必要的，也有生產(chǎn)率低這樣的問題，還有能夠應用的零件受到限制這樣的問題。因此，以往提出，在制造!齢金材時，在不使甲像上述專利文獻l、專禾忟獻2和非專利文獻1的那樣的特殊設(shè)備或者工藝下，從生產(chǎn)率高的一般的熔鑄實施塑性加工(擠壓)，也得到實用上有用的機械性能(例如參照專利文獻36)。在專利文獻36中公開的,M^金材，在組織中具有長周期有序結(jié)構(gòu)(longperiodorderedstructure),得到高的機械性能是已知的。專利文獻l:特開平06—041701號公報專利文獻2:特開2002—256370號公報專利文獻3:國際公開第2005/052204號小冊子專利文獻4:國際公開第2005/052203號小冊子專利文獻5:國際公開第2006/036033號小冊子專利文獻6:特開2006—97037號公報非專利文獻l:山崎倫昭、他3名，《高溫熱處理法^A^長周期積層構(gòu)造力、'形成十3新穎Mg—Zn—Gd合金(由高溫熱處理法形成長周期有序結(jié)構(gòu)的新穎Mg-Zn—Gd合金)》，輕金屬學會第108次春期大會演講概要(2005)，社団法人輕金屬學會，2005年，p.43—44可是，現(xiàn)有的^金材，有像以下所示的應該改進的余地。艮口，現(xiàn)有的,M^金材，為了以輕量化的目的,向汽車的應用，要求更加提咼強度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述的問題而創(chuàng)造的，在不使用特殊的制造設(shè)備和工藝下，以提供機械性能優(yōu)良的傲金材及其制造方齒乍為課題。本發(fā)明為了解決上述的課題，作為像下面的f鈴金材進行構(gòu)成。即，傲金沐是作為必須成分以Zn:0.53原子％、RE:15原子％的范圍含有，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)組成的Mg—Zn—RE系合金構(gòu)成的鎂合金材，在，Mg—Zn—RE系合金構(gòu)成的,給金的合金組織中，具有以長周期有序結(jié)構(gòu)(longperiodorderedstructure)和a—Mg形成的層狀相(lamellarphase),至少一部分的上述長周期有序結(jié)構(gòu)具有彎曲部和翹曲部中的至少一方，而_&±^長周期有序結(jié)構(gòu)是具有分斷部的構(gòu)成。像這樣，鎂合金材由Mg—Zn—RE系合金構(gòu)成，在該合金組織中具有以長周期有序結(jié)構(gòu)和a—Mg形成的層狀相，至少一部分的上述長周期有序結(jié)構(gòu)具有彎曲部和翹曲部的至少一方，而且，長周期有序結(jié)構(gòu)是具有分斷部，能夠提高鎂合金材的機械性能(抗拉3驢、0.2。^屈服3雖和延伸率)。再者，由于長周期有序結(jié)構(gòu)的形成，而防止纟鈴金晶體的孿晶變形，因而,I^金材的機械性能提高。另外，長周期有序結(jié)構(gòu)在齢金的晶體的C軸底面(C一axisbottomsurface)形成。因此，M31該長周期有序結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲或者翹曲，C軸底面構(gòu)成彎曲或者翹曲。這樣的C軸底面的彎曲或者翹曲，{贓變時的位錯移動非常困難，因而防止,1^金晶體的，^金材的機械性能提高。另外，f給金材是形成上述Mg-Zn—RE系合金的合^M織中的至少一部分被細化成平均粒徑2Mm以下的a—Mg的構(gòu)成。亍総樣，餘金材因在Mg—Zn—RE系合金的合^ta織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的分斷部)形成細化的a—Mg的構(gòu)成，倉灘更加提高齢金材的機械性能。另外，鎂合金材規(guī)定為上述RE由Y、Dy、Ho、Er、Tm的至少一種以上組成構(gòu)成。{総樣，艦將構(gòu)成Mg—Zn—RE系合金的RE規(guī)定為特定的元素，就能夠更加提高鎂合金材的抗拉強度、0.2%屈服強度、延伸率。另外，,鈴金材規(guī)定為上述RE由Gd、Tb的至少一禾中以上鄉(xiāng)賊的構(gòu)成。像這樣，Mii將構(gòu)成Mg-Zn—RE系合金的RE規(guī)定為特定的元素，就能夠更加提高鎂合金材的抗拉強度、0.2%屈服強度、延伸率。此外，f齢金材的制造方》跑括，熔煉作為必須成始有Zm0.53原子%、作為RE以15原子％含有Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Mg—Zn—RE系合金,進行鑄造而得到鑄造材的烙鑄工序，以及在上述熔鑄材上實施熱塑性加工，來制造在至少一部分具有等效應變1.5以上的部分的加工材的塑性加工工序。禾傭這樣的《轉(zhuǎn)金材的制造方法，在鑄造時在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中產(chǎn)生以長周期有序結(jié)構(gòu)和a—Mg形成的層狀相，M3i在高溫下在該層狀相中給予規(guī)定量的應變，層狀相就發(fā)生細化，在至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)中形成彎曲部和翹曲部的至少一方，而且形成分斷部。另外，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的部)形成細化的oc—Mg。由此得到具有優(yōu)良的抗拉纟驢、屈服強度、延伸率的齡金材。另外，f鈴金材的制造方跑括，熔煉作為必須成始有Zn:0.53原子%、作為RE以l5原子X含有Gd、Tb中的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Mg—Zn—RE系合金，進行鑄造而得到鑄造材的熔鑄工序，在48(TC550'C對，鑄造材進行熱處理的熱處理工序，以及在上述已熱處理的上述熔鑄材上實施熱塑性加工，來制造在至少一部分具有等效應變1.5以上的部分的加工材的塑性加工工序。利用這樣的鎂合金材的制造方法，在鑄造時在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中產(chǎn)生以長周期有序結(jié)構(gòu)和cc一Mg形成的層狀相，M以后的熱處理控制層狀相的形成。在高溫下在該層狀相中給予規(guī)定量的應變，層狀相就發(fā)生細化，在至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)中形成彎曲部和翹曲部的至少一方，而且形成分斷部。另外，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的分斷部)形成細化的a—Mg。由此得到具有優(yōu)良的抗拉強度、屈服強度、延伸率的傲金材。再有，鎂合金材的制造方法規(guī)定為上述熱塑性加工是擠壓加工(extrudingprocess)或者鍛造力口工(forgingprocess)。禾擁這樣的,I^金材的制造方法，，向長周期有序結(jié)構(gòu)的彎曲部和翹曲部中的至少一方的形成，而且艦分斷部的形成。另外，艦Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的分斷部)中的a—Mg的細化。由此得妾懼有優(yōu)良的抗拉強度、屈服強度、延伸率的辭金材。有關(guān)本發(fā)明的鎂合金材是在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中具有以長周期有序結(jié)構(gòu)和a—Mg形成的層狀相，在至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)中形成彎曲部和翹曲部的至少一方，而且形成分斷部，與具有現(xiàn)有的長周期有序結(jié)構(gòu)的合金材相比，能夠提高抗拉強度、屈服強度、延伸率(機械性能)。另外，因在Mg一Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的分斷部)形成細化的a—Mg，能夠更提高^金材的抗拉3雖、屈服S雖、延伸率。因此，有關(guān)本發(fā)明的《鈴金材，例如即使在汽車用零件，特別是活塞等機械性能的條件要求嚴格的部分中使用也成為可能。另外，本發(fā)明的鎂合金材的制造方法，與現(xiàn)有的m^金材的制造方法相比，使用一般的制造設(shè)備或者工藝效率良好地制造機械性能提高的鎂合金材成為可圖1是示意地說明有關(guān)本發(fā)明的,I^金材的合金組織的說明圖。圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的IH^金材中的鑄造材的合金組織的光學顯微鏡照片。圖3是表示有關(guān)本發(fā)明的^^金材(加工材)的加工組織(合金組織)的光學顯微鏡照片。圖4是表示有關(guān)本發(fā)明的齢金材(加工材)的合金組織的光學顯微鏡照片。圖5是表示有關(guān)本發(fā)明的,鈴金材(加工材)的合金組織的光學顯微鏡照片。圖6是表示有關(guān)本發(fā)明的,鈴金材(加工材)的合金組織的光學顯微鏡照片。圖7是放大表示圖6的分斷部的一部分的掃描電子顯微鏡照片。圖8是表示有關(guān)本發(fā)明辦鈴金材(加工材)的等效應變分布的縱咅価圖。具體實施方式以下，參照附圖來說明實施本發(fā)明的最佳的方式。圖1是示意地說明有關(guān)本發(fā)明的鎂合金材的合金組織的說明圖，圖2是表示鑄造材的合金組織的光學顯微鏡照片，圖3是表示加工材的加工組織(合金組織)的光學顯微鏡照片，圖4圖6是表示加工材的合金組織的光學顯微鏡照片，圖7是放大表示圖6的分斷部的一部分的掃描電子顯微鏡照片，圖8是表示有關(guān)本發(fā)明的f給金材(加工材)的等效應變分布的縱剖面圖。鎂合金材用于在高溫氛圍中使用的零件，例如汽車用零件，特別是內(nèi)燃機用活塞、閥門、挺桿(lifter)、頂桿(tappet)、鏈輪(sprocket)等。再者，鎂合金材的形狀例如是板狀、棒狀等，根據(jù)使用的零件的形,宜itt擇。,M金材，作為必須成分以Zn:0.53原子％、RE:15原子％的范圍含有，縫由Mg和不可避免的雜質(zhì)組成的Mg—Zn—RE系合金構(gòu)成。以下詳細地說明各成分。合金成分ZnMg—Zn—RE系合金，作為必須成分在0.53原子％的范圍含有Zn。Zn如果是不到0.5原子％，就得不到Mg—RE系金屬間化合物(htermetalliccompound)(例如Mg3Gd)，fM金材的抗拉強度、0.2°/。屈服強度斷氐。另外，若Zn繊3原子％，層狀相的長周期有序結(jié)構(gòu)的形態(tài)就成形彎曲部或者翹曲部，而且也原封不動地成為不形成分斷部的直線狀(連續(xù)形態(tài))。另外，Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分的a—Mg不發(fā)生細化(不形成細小的oc—Mg)。因此，得不至湘稱于,給金材的添加量的抗拉纟驢、0.2%屈服強度的提高，延伸率降低(發(fā)生脆化)。RE:稀土元素Mg—Zn—RE系合金，作為必須成分在15原子％的范圍含有RE。31和Zn—起添加特定量的RE，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中形成長周期有序結(jié)構(gòu)，倉,在該長周期有序結(jié)構(gòu)和a—Mg中生j^狀相。在此，RE若不到1原子％，就得不到Mg—RE系金屬間化合物(MgsGd)，齢金材的抗拉強度、0.2°/。屈服強度降低。另外，若RE鵬5原子^，層狀相的長周期有序結(jié)構(gòu)的形態(tài)就不形成彎曲部或者翹曲部，而且也原封不動地成為不形成分斷部的直線狀(連續(xù)形態(tài))。另外，Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分的a—Mg不發(fā)生細化。因此，得不到相稱于鎂合金材的添加量的抗拉強度、0.2%屈服強度的提高，延伸率斷氏(發(fā)生脆化)。而且，這里所說的RE是由Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種組成的類型1的RE，或者是由Gd、Tb中的至少一種組成的類型2的RE。再者，在類型1的RE中，Y在熔煉、重復利用中往往產(chǎn)生問題，因此REifc^Dy、Ho、Er中的至少一種。再者，Mg二Zn:RE系合金，在，的成分以外，在不可避免的雜質(zhì)的范圍也可以添加其他的成分，例如在2原子％以下的范圍即使含有有助于細化的Zr也沒關(guān)系。如果^m范圍內(nèi)，X寸有關(guān)本發(fā)明的g金材的效果就不纟^影響。另外，即使各0,2質(zhì)量^以下含有Fe、Ni、Cu、Si等也沒關(guān)系。fl^金材，如圖1所示，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中含有以長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)2禾Qoc—Mg形成的層狀相L，至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)2具有彎曲部2a和翹曲部2b中的至少一方，而且長周期有序結(jié)構(gòu)2具有分斷部2c。另外，鎂合金材在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如長周期有序結(jié)構(gòu)2的分斷部2c)中形成被細化成平均粒徑2mhi以下的a—Mg。ot—Mg如圖1所示，在熔鑄工序(鑄造材)中，a—Mg在Mg—Zn—RE系合金的單元結(jié)構(gòu)(平均粒徑50^m以上)內(nèi)和后述的長周期有序結(jié)構(gòu)2形成層狀相L。而且，優(yōu)選在高溫氛圍下進行的熱塑性加工工序中，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(長周期有序結(jié)構(gòu)2的分斷部)細化成平均粒徑2nm以下(形成細小的a—Mg)。長周期有序結(jié)構(gòu)如圖l、圖2所示，長周期有序結(jié)構(gòu)2，在熔鑄工序，或者熔煉、鑄造后的熱處理工序中，在鑄造材(Mg—Zn—RE系合金)的合^ia織內(nèi)，即在單元結(jié)構(gòu)1內(nèi)，禾口ot—Mg—起形成是層狀組織晶粒的層狀相L。而且，長周期有序結(jié)構(gòu)2形成直線狀，其形成方向在同一單元結(jié)構(gòu)1內(nèi)在同一方向形成，單元結(jié)構(gòu)1彼此在相互不同的方向形成。在圖1中，長周期有序結(jié)構(gòu)2用細線記載，粗線表示長周期有序結(jié)構(gòu)2高密度聚集的狀態(tài)。所謂長周期有序結(jié)構(gòu)，例如數(shù)個有序晶格(orderedlattice)排列，M反相的錯動，數(shù)個有序晶格再排列，制成單元的晶格的數(shù)倍至10數(shù)倍的單位的結(jié)構(gòu)，稱做其周期長的結(jié)構(gòu)。而且，長周期有序結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在有序相和無序相之間的小溫度范圍，在電子衍射圖中有序相的反射發(fā)生分裂，在對應于數(shù)倍至數(shù)10倍的周期的位置出現(xiàn)衍射斑點(diffiBctionspots)。在形成該長周期有序結(jié)構(gòu)的原封不動的狀態(tài)，M金材的機械性能是不充分的，雖然維持高的抗拉強度和0.2%屈服破，但不能得至犒的延伸率。因此，如圖1所示，在已形成的長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)2、2...的至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)2中形成彎曲部2a和翹曲部2b的至少一方，而且，形成有序晶格的排列被破壞的分斷部2c。再者，向這樣的長周期有序結(jié)構(gòu)2的彎曲部2a、翹曲部2b、分斷部2c的形成，fflil將鑄造材或者已熱處理的鑄造材進行熱塑性加工的塑性加工工序來完成。而且，如上所述，ilita行上述的塑性加工，也達到被細化成Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如長周期有序結(jié)構(gòu)2的分斷部2c)中的平均粒徑2Mm以下的細小a-Mg的析出。另外，在鑄造時形成的單元結(jié)構(gòu)1由于熱塑性加工而消失(在圖1的加工材中，用虛線記載單元結(jié)構(gòu)l)。再者，優(yōu)選具有彎曲部2a、翹曲部2b和分斷部2c(包括在分斷部2c形成的細小ot—Mg)的長周期有序結(jié)構(gòu)2，是在加工材中形成的長周期有序結(jié)構(gòu)2，即在鑄造時(包括鑄造后的熱處理)形成的全部長周期有序結(jié)構(gòu)2的10%以上。而且，如圖3所示，具有彎曲部2a、翹曲部2b和分斷部2c(包括在分斷部2c形成的細小a—Mg)的長周期有序結(jié)構(gòu)2，在加工材的光學顯微鏡(放大倍數(shù)50倍)下的觀察中，作為加工度高的高加工組織3(粗線框內(nèi))被觀察到。而高力口工組織3以外的部分，作為加工度低的、近似鑄造組織的低加工組織4MH察到。在本發(fā)明中，所謂彎曲部2a、翹曲部2b和分斷部2c是指，用顯微鏡(放大倍數(shù)100倍以上，最好是400500倍)觀察加工材的合金組織時，在以下的狀態(tài)觀察到的部分。即，如圖4所示，將觀察到的長周期有序結(jié)構(gòu)2不是直線狀而發(fā)生彎曲的部分稱做彎曲部2a。如圖5所示，將觀察到的長周期有序結(jié)構(gòu)不是直線狀而發(fā)生彎曲的部分稱做翹曲部2b。如圖6、圖7所示，將觀察到的直線狀、彎曲狀或者翹曲狀的長周期有序結(jié)構(gòu)2的中途被截斷的部分，例如被截斷的層狀相和相鄰的層狀相之間的部分稱做分斷部2c。再者，雖然未觀察圖6、圖7，但在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如分斷部2c)析出被細化成平均粒徑2,以下的細小a—Mg。接著，說明有關(guān)本發(fā)明的鎂合金材的制造方法。g金材的制造方法，根據(jù)構(gòu)成^^金材的Mg—Zn—RE系合金的類型不同而不同。艮口，選擇4頓RE由Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種以上構(gòu)成的類型1的Mg—Zn—RE系合金(第1制造方法)、和作為使用RE由Gd、Tb中的至少一種以上構(gòu)成的類型2的Mg—Zn—RE系合金(第2制造方法)的2種制造方法。[第1制造方淘第1制造方法是包括熔鑄工序和塑性加工工序的制造方法。以下說明各工序。熔鑄工序熔煉含有0.53原子XZn,作為RE以15原子％的范圍含有Y、Dy、Ho、Er、Tm的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)組成的Mg—Zn—RE系合金(類型l)，進行鑄造作為鑄造材。在由該類型l的Mg-Zn—RE系合金構(gòu)成的鑄造材中，Mg—Zn—RE系合金得到單元結(jié)構(gòu)形態(tài)，在該單元結(jié)構(gòu)1內(nèi)，以長周期有序結(jié)構(gòu)2和a—Mg形成層狀相L(參照圖l、圖2)。再者，熔煉、鑄造方法按照常規(guī)方法進行。另外，為了M^屬熔液去P綠化物，熔煉tt^熔劑法精煉o塑性加工將上M序中制成的鑄造材實施熱塑性加工。熱塑性加工，在使由鑄造產(chǎn)生的層狀相L細化的同時，在至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)2中形成彎曲部2a和翹曲部2b的至少一方，而且需要對于形成分斷部2c給予必要的充分的應變。另外，為了在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如長周期有序結(jié)構(gòu)2的分斷部2c)形成細化的a-Mg，優(yōu)選給予必要的充分應變。再者，由于該熱塑性加工，在鑄造時形成的單元結(jié)構(gòu)1消失(參照圖1)。因而，如圖8所示,利由熱塑性加工制成的加工材10，在至少一部分具有等效應變1.5以上的部分IOA。于是，在加工材在汽車用零件等中i頓時，做到要求高的機械性能的部分以等效應變1.5以上的部分1(^構(gòu)成。因此，為了形成等艦變不到1,5的部分IOB、IOC，雌實施熱塑性加工，以使在加工材的所有部分成為等效應變1.5以上。另外，在分斷部2c、以分斷部2c的寬度是lMm以上發(fā)生細小的a—Mg。所謂等效^，變，是對應于VonMieses的屈服應力的等效應變，稱為以下式(1)計算的應變。再者，在下式(1)中，以(s)表示等效應變、以(s,)表示長度方向的真應變、以(S2)表示寬度方向的真應變、以(s3)表示厚度方向的真應變。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(1)若這里給予的應變(等效應變)不到1.5，在長周期有序結(jié)構(gòu)上就變得難以形成彎曲部、翹曲部、分斷部。另外，Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的oc—Mg(例如分斷部的oc—Mg)也難以細化成平均粒徑2pm以下。因而，齢金材的抗拉纟破和屈服強度變低，當然，延伸率也成為低值。再者，雖然等效應變的上限值沒有特別地限制，但給予的等效應變?nèi)暨^高，齢金材抗拉強度、0.2屈服強度、延伸率就M^、，因此^^不到2.3。更imi.52.0。另外，關(guān)于進行熱塑性加工時的溫度，可以根據(jù)鑄造材的加工性在300500的范圍適宜itt擇。在熱塑性加工是擠壓加工時，在擠壓驗300500°C，若以擠壓比59.9的范圍，更好是69的范圍進行，就能夠得至晰械性能良好的齢金材。在熱塑性加工是鍛造加工時，若在下式(2)的條件下進行，就f,一邊防止鑄造材的開裂，一邊謀求晶粒的細化，因此是更令人滿意的。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>...(2)再者，在式(2)中，T(。C)是辦鵬，X(%)是壓下量。在鍛造加工中X寸鍛造材給予等效應變的情況下，Mit行滿足規(guī)定的剝牛地鍛造加工，鍛造加工中的加工終了溫度和壓下量變得適當，在鍛造加工時不產(chǎn)生裂紋。也就是說，在終鍛溫度(T)達不到在2倍的壓下量(X)上加210算出的值的鵬時，變得易發(fā)生^3t^紋，是不適當?shù)?。另外，在終鍛驗(過高)時，由塑性加工產(chǎn)生的細亞晶粒M動態(tài)再結(jié)晶進行成長，^"金材的機械性能就容易陶氏。因此，雌終鍛驗(T)的上限鶴在2倍的壓下量(X)上加310算出的值的溫度。[第2制造方法]第2制造方法是包括熔鑄工序、熱處理工序、塑性加工工序的制造方法。以下說明各工序。熔鑄工序除了使用含有0.53原子XZn、作為RE以15原子％含有Gd、Tb中的至少一種以上、余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)組成的Mg—Zn—RE系合金(第2類型)以外，是和第l制造方法相同。熱處理工序在4S055(TC，在Jl^工序中制成的鑄造材上實施熱處理，控制長周期有序結(jié)構(gòu)的形成。如果熱處理，^(牛是不到48(TC或者不到1小時，在鑄造材上就不充分地形成長周期有序結(jié)構(gòu)。另外，若超過55(TC，鑄造材就發(fā)生局部的熔化等不，。再者，熱處理方法，使用公知的熱處理設(shè)備，用常規(guī)方法進行。再有，熱處理時間，雖然根據(jù)鑄造材的大小而不同，但例如是外徑29mmx長75mm的鑄造材，優(yōu)選l小時以上，外徑是100mmx長180mm的鑄造材，24小時以上。再者，熱處理后，也往往形成平均粒徑1020pm的a—Mg。塑性加工工序在上^I序中已熱處理的鑄造材上，和第1制造方法同樣地實施熱塑性力口工，來制造在至少一部分上具有等效應變1.5以上的部分的加工材。有關(guān)本發(fā)明的鎂合金材的制造方法，在進行第1#第2制造方法中的塑性加工后，為了fl^金材(加工材)的尺寸穩(wěn)定化，也可以在200300'C施加保持10小時以上的穩(wěn)定化處理工序。特別，招頓類型2的Mg—Zn—RE系合金時，由于施加上述的穩(wěn)定化處理工序，尺寸穩(wěn)定性提高，雖然經(jīng)受內(nèi)燃機用活塞、閥門、挺桿、頂桿、鏈輪等熱影響，但是向所j頓的制品的應用成為可能，因而是合適的。另外，在塑性加工是鍛造加工時，在用于上述的尺寸穩(wěn)定化的穩(wěn)定化處理工序后，根據(jù)需要，在內(nèi)燃機用活塞、閥門、挺桿、頂桿、鏈輪等規(guī)定的形狀上也可以對加工材進行切削加工的切削工序。接著，說明本發(fā)明的實施例。實施例112在熔煉爐中投A^1所^^且成的Mg—Zn—RE系合金，^fflM備煉進行熔煉。接著，用金屬模鑄造已加熱熔化的金屬熔液，制成外徑29mmx長60mm的金屬錠。為了等娘變成為0.72.2，變化擠壓比在擠壓、鵬375匸將該金屬f皿行擠壓加工，制成實施例112的g金材。用1201000號的砂纟婦每得到的實施例112的g金材的表面研磨后，用氧化鋁等進行拋光研磨，進行鏡面化，用乙酸乙二醇7jC溶液等進行腐蝕，形成組織觀察面。用放大倍數(shù)400倍的光學顯微鏡觀察該組織崖察面，觀察長周期有序結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。另外，用翻電子顯微鏡(放大倍數(shù)4000倍)觀察該組郷見察面，確認有無平均粒徑2pm以下的細小a—Mg。另外，/A^f得到的實施例112的!鈴金材切取JIS規(guī)格的說羊，在常溫進行拉伸i微，測定抗拉強度、0.2%屈服強度、延伸率。這些結(jié)果示于表1中。再者，判斷抗拉強度和0.2%屈服強度是270MPa以上時為[^]，不到270MPa時為[低]。另外，判斷延伸率(延性)是3%以上時為[飼，不到3%時為[低]。對比例15將對比例1、2的Mg—Zn—RE系合金的Zn、RE的含量，對比例35除了擠壓加工中的等效應變規(guī)定為本發(fā)明的權(quán)禾(傻求的范圍以外，和實施例18同樣地制作，制成對比例15的,f^金材。而且和實施例18同樣地進行，確iA^寸比例15,i^金材的長周期有序結(jié)構(gòu)的狀態(tài)、有無平均粒徑2Mm以下的細小a—Mg，與此同時測定抗拉強度、0.2%屈服強度、延伸率。其結(jié)果示于表l中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>勝)扭ilf(kinking):有彎曲部或者翹曲部(注)細^a—Mg(平均粒徑2^以下)。…包含x..,不包含如表i戶;n己載，滿足本發(fā)明的權(quán)利要求范圍的實施例ii2的齢金材，抗拉強度、0.2%屈服強度、延伸率優(yōu)良，具有作為活塞零件等材料所要求的高強度和延性。再者，實施例18、11、12的細小ct一Mg在已分斷的層狀相和相鄰的層狀相之間(長周期有序結(jié)構(gòu)的分斷部)形成。另外，實施例9的細小a—Mg在是Mg-Zn—RE系合金的己分斷的層狀相禾湘鄰的層狀相之間以夕卜的部分的合金組織中形成。另一方面，對比例1的^金材，Zn、Y的含量是不到下限值，因此即使給予等效應變1.6，雖然延伸率某種禾號，但抗拉3艘、0.2%屈服強度降低。對比例2的鎂合金材，Zn、Y的含量ffiLt限值，因此雖然抗拉強度、0.2%屈服強度變高，但延伸率0.6%顯著地降低，缺乏延性。對比例35的齢金材，Zn、Y的含量雖然在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，但等效應變比1,5低，因此幾乎沒有延伸率。另外，對比例3、4抗拉強度也低。實施例1320在熔煉爐中SA^2所示組成的Mg—Zn—RE系合金，4頓熔劑精煉進行熔煉。接著，用金屬模鑄造已加熱熔化的金屬烙液，制成外徑29mmx長60mm的金屬錠。在51(TC將該金屬f皿行2小時熱處理后，為了從圓柱垂直方向成為等效應變0.72.2，變化鐓鍛比在鍛造鵬350。C進行鐓鍛鍛造，制成實施例1320的纟M^金材。用光學顯微鏡和，電子顯微鏡觀察所得到的實施例1320的纟f^金材的金屬組織，確認長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)的狀態(tài)、有無平均粒徑2nm以下的細小a—Mg。另外，從得到的實施例1320的纟轉(zhuǎn)金材切取JIS規(guī)格的i辦，在常溫進行拉伸i(驗，觀啶抗拉弓艘、0.2%屈服強度、延伸率。對比例610使對比例6、7的Mg—Zn—RE系合金的Zn、RE的含量，對比例810的鐓鍛鍛造中的等效應變在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍以外，和實施例915同樣地審舴制艦比例610的齢金材。而且，和實施例915同樣i艦行，確iA^t比例610的,f^金材的長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)的狀態(tài)、有無平均粒徑2pm以下的細小a—Mg，與此同時，觀l」定抗拉強度、0.2。%屈服弓驢、延伸率。這些結(jié)果示于表2中。對比例11在不進行金屬錠的熱處理和鐓鍛鍛造下(意味著等效應變?yōu)?)，除以金屬錠作為l鈴金樹頓以外，和對比例10同樣地制作，制成對比例11的f鈴金材。而且，和對比例10同樣地進行，確認長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)的狀態(tài)、有無平均粒徑2^m以下的細小a—Mg，與此同時，測定抗拉強度、0.2%屈服強度、延伸率。這些結(jié)果示于表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>彼)扭折^曲部^翹曲部勝)細扭一Mg(平均粒徑2)om以下):o...包含x…不包含(注)用鍋錠測就比例11的抗撻艘、0.2%屈鵬驢和延伸率如表2船己載，滿足本發(fā)明的權(quán)利要求范圍的實施例1320的齢金材，抗拉強度、0.2%屈服強度、延伸率優(yōu)良，具有作為活塞零件等材料所要求的高強度和延性。再者，實施例1318的細小ct一Mg在己分斷的層狀相和相鄰的層狀相之間(長周期有序結(jié)構(gòu)的分斷部)形成。另外，實施例19的細小a—Mg在是Mg—Zn—RE系合金的已分斷的層狀相和相鄰的層狀相之間以外的部分的合金組織中形成。另一方面，對比例6的齢金材，Zn、Gd的含量是不到下限值，因此即使給予等效應變1.6，雖然延伸率是某種程度，但抗拉強度、0.2%屈服強度降低。對比例7的鎂合金沐Zn、Gd的含量^3ii:限值，因此雖然抗拉強度、0.2%屈服強度變高，但延伸率顯著地降低至0.6%，缺乏延性。對比例810的齢金沐雖然Zn、Gd的含量在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍以外，但等效應變也比1.5低，幾乎沒有延伸率。另外，對比例8、9，抗拉3艘也降低。對比例ll的齢金材，不進行熱處理和鐓鍛麟，因此抗拉雖、0.2%屈服雖和延伸率斷氐。權(quán)利要求1.一種鎂合金材，其由Mg-Zn-RE系合金構(gòu)成，該Mg-Zn-RE系合金作為必須成分含有Zn0.5～3原子％、RE1～5原子％的范圍，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，該鎂合金材的特征在于，在上述Mg-Zn-RE系合金的合金組織中，具有以長周期有序結(jié)構(gòu)和α-Mg形成的層狀相，至少一部分的上述長周期有序結(jié)構(gòu)具有彎曲部和翹曲部中的至少一個，并且具有分斷部。2.根據(jù)權(quán)利要求1戶脫的fM金材，其特征在于，在戰(zhàn)Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分形成細化成平均粒徑2mhi以下的a—Mg。3.根據(jù)權(quán)利要求l或2戶脫的lf^金材，其特征在于，，RE由Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種以上構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齢金材，其特征在于，上述RE由Gd、Tb中的至少一種以上構(gòu)成。5.—種,鈴金材的帝隨方法，其特征在于，包括熔煉、鑄造Mg—Zn—RE系合金得到鑄造材的賺工序，該Mg—Zn—RE系合金作為必須成M有Zn:0.53原子％，作為RE以15原子％含有Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；對戰(zhàn)鑄造材實施熱塑性加工，制造在至少一部分上具有等效應變1.5以上的部分的加工材的塑性加工工序。6.—種^金材的制造方法，其特征在于，包括熔煉、鑄造Mg—Zn—RE系合金得到鑄造材的熔鑄工序，該Mg—Zn—RE系合金作為必須成M有Zn:0.53原子％，作為RE以15原子％含有Gd、Tb中的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；在48(TC55(TC對，鑄造材實施熱處理的熱處SX序；對進行了熱處理的，鑄造材進行熱塑性加工，制造在至少一部分上具有等效應變1.5以上的部分的加工材的塑性加工工序。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6戶脫的!給金材的制造方法，其特征在于，戰(zhàn)熱塑性加工是擠壓加工或者鋅媳加工。全文摘要本發(fā)明在不使用特殊的制造設(shè)備和工藝下，提供機械性能優(yōu)良的鎂合金材及其制造方法。由本發(fā)明的Mg-Zn-RE系合金構(gòu)成的鎂合金材，作為必須成分以Zn0.5～3原子％、RE1～5原子％的范圍含有，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)。在Mg-Zn-RE系合金的合金組織中具有以長周期有序結(jié)構(gòu)和α-Mg形成的層狀相。至少一部分的上述長周期有序結(jié)構(gòu)具有彎曲部和翹曲部中的至少一方，而且具有分斷部。在分斷部形成細化成平均粒徑2μm以下的α-Mg。文檔編號C22C23/04GK101225494SQ20071009327公開日2008年7月23日申請日期2007年11月21日優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日發(fā)明者中田守,岡田義夫,山崎倫昭,山田雄一,板倉浩二,河村能人申請人:株式會社神戶制鋼所;日產(chǎn)自動車株式會社;國立大學法人熊本大學